સજ્જીકરણ (Beneficiation)

સજ્જીકરણ (Beneficiation) : ખનિજો કે ધાતુખનિજોને ઔદ્યોગિક ઉપયોગમાં લઈ શકાય તે માટે તેમાં મિશ્ર સ્થિતિમાં રહેલાં અસાર ખનિજોને અલગ કરીને મૂલ્યવાન ખનિજોને સંકેન્દ્રિત કરવાની પ્રવિધિ. વાસ્તવમાં આ પ્રક્રિયા ધાતુખનિજ પરિવેશણ(Ore dressing)ની ગણાય. ખાણોમાંથી મેળવાતાં આર્થિક ખનિજો ભાગ્યે જ પૂર્ણપણે શુદ્ધ હોય છે. તેમાં અન્ય બિનજરૂરી ખનિજદ્રવ્ય તેમજ રાસાયણિક અશુદ્ધિઓ હોય છે. તેમની ગુણવત્તા તથા મૂલ્ય ઊંચાં લાવવા ખનિજ-જથ્થાને ભાંગીને બિનજરૂરી ખનિજદ્રવ્યને કાઢી નંખાય છે, જેથી નિકાસી વાહનખર્ચ ઘટાડી શકાય. જ્યારે બિનજરૂરી ખનિજદ્રવ્યને ભૌતિક રીતે છૂટું પાડી શકાય તેમ ન હોય, ત્યારે તેને રાસાયણિક કે ધાતુશોધનપદ્ધતિ દ્વારા સજ્જ કરવામાં આવે છે. આર્થિક ખનિજવિદો દ્વારા એક એવો અંદાજ મુકાયેલો છે કે ખોદી કાઢેલા 5થી 30 ટન અશુદ્ધ માલમાંથી આશરે 1 ટન જેટલો ઉપયોગી જથ્થો મેળવી શકાય.

કાચા માલમાંથી આર્થિક દૃષ્ટિએ વધુમાં વધુ મૂલ્યવાન જથ્થો મળી શકે તે માટે સજ્જીકરણની જુદી જુદી પદ્ધતિઓ અપનાવાય છે, તે પૈકી ભૌતિક, રાસાયણિક અને ધાતુશોધનપદ્ધતિઓ મુખ્ય છે. ખનિજપ્રકાર મુજબ પદ્ધતિની પસંદગી થાય છે. ભૌતિક પદ્ધતિઓમાં ખનિજોના ભૌતિક ગુણધર્મો (આકાર, રંગ, કદ, વિશિષ્ટ ઘનતા, વીજવાહકતા, ચુંબકત્વ જેવા) ધ્યાનમાં લેવાય છે. માંગ અને પુરવઠાને લક્ષમાં લઈને ક્યારેક એક જ ખનિજની બે જુદી જુદી કક્ષાઓનું યોગ્ય પ્રમાણમાં મિશ્રણ કરીને માલ મોકલવામાં આવે છે. આમ જરૂરી પદ્ધતિ અપનાવીને, કાચા માલમાંથી બિનઉપયોગી ખનિજોને અલગ કરીને, આર્થિક દૃષ્ટિએ ઉપયોગી ખનિજોને સજ્જ કરવાની પ્રવિધિને સજ્જીકરણ કહે છે.

પદ્ધતિઓ : સજ્જીકરણની ભૌતિક પદ્ધતિઓમાં પ્રાથમિક તબક્કો કાચા માલને કચરીને અને ચાળીને યોગ્ય કણકદ મેળવવાનો હોય છે. વિશિષ્ટ ઘનતા, ચુંબકત્વ અને વીજવાહકતાના ગુણધર્મો ધરાવતાં ખનિજો માટે અનુક્રમે ગુરુત્વ, ચુંબકીય તથા વીજસ્થૈતિક અલગીકરણ પદ્ધતિઓ અપનાવાય છે.

ચાળણ (screening) : જરૂરી કણકદ મેળવવાની ક્રિયા. આ માટે બ્રિટિશ, ફ્રેન્ચ, જર્મન, અમેરિકી તેમજ ટાયલર બનાવટની અલગ અલગ છિદ્રકદ ધરાવતી ચાળણીઓનો તૈયાર સેટ મળતો હોય છે. આ પૈકી ટાયલરની ચાળણીઓ વ્યાપક પ્રમાણમાં વપરાય છે. સૌથી ઉપરની ચાળણીમાં ઓછાં અને મોટા કદનાં, જ્યારે સૌથી નીચેની ચાળણીમાં વધુ અને નાના કદનાં છિદ્રો હોય છે. છિદ્રકદના માપ માટે ‘મેશ’ (mesh) શબ્દ એકમ તરીકે વપરાય છે, અર્થાત્ 20 મેશની જાળી એટલે જાળીની 2.5 સેમી (1 ઇંચ) લંબાઈમાં 20 છિદ્રો હોય. છિદ્રસંખ્યાનો આંક મોટો તેમ છિદ્રકદ નાનું, તેમાંથી ચળાઈને પડતું ચૂર્ણ તદ્દન બારીક હોય. ક્રમબદ્ધ ગોઠવેલી ચાળણીઓ વચ્ચે પ્રત્યેકમાં છિદ્ર ગુણોત્તર નો હોય છે.

સામાન્ય પ્રથા એવી છે કે પ્રયોગશાળામાં થતાં આ પ્રકારનાં અન્વેષણોમાં જે તે ખનિજ-જથ્થાને ભાંગીને-કચરીને સ્થૂળ કણો મેળવાય છે. તેમનાં કદ 4 મેશ જેટલાં રખાય છે. આવા કચરણને ચાળણીના સેટમાંથી પસાર કરાય છે. ઉપરથી નીચે સુધીની પ્રત્યેક ચાળણીની જાળી પર રહી જતો કણજથ્થો નીચે મુજબનો હોય છે :

ચાળણી 1માં રહેલું કણકદ +4 મેશનું

ચાળણી 2માં રહેલું કણકદ -4થી +10 મેશનું

ચાળણી 3માં રહેલું કણકદ -10થી +20 મેશનું

ચાળણી 4માં રહેલું કણકદ -20થી +28 મેશનું

ચાળણી 5માં રહેલું કણકદ -28થી +35 મેશનું

ચાળણી 6માં રહેલું કણકદ -35થી +48 મેશનું

ચાળણી 7માં રહેલું કણકદ -48થી +65 મેશનું

ચાળણી 8માં રહેલું કણકદ -65થી +100 મેશનું

આકૃતિ 1 : ચાળણી-સમુચ્ચય

આમ સૌથી નીચેના જાળીવિહીન ડબામાં જે ચૂર્ણ પડે તે 100 મેશનો બારીક ભૂકો હોય. જરૂરિયાત મુજબ 400 મેશ સુધીની જાળીઓ ઉપલબ્ધ હોય છે.

ચાળણીઓમાં રહેતા ભૂકામાંથી કઈ ચાળણીનો ભૂકો, જે તે ખનિજના અલગીકરણ માટે અનુકૂળ પડશે, તે નક્કી કરીને, તે ખનિજ-જથ્થાને અગાઉથી એ પ્રમાણેના કણકદ સુધી કચરવામાં આવે છે. તે પછી જે તે પ્રક્રિયામાં તેને સામેલ કરાય છે અને તેના સજ્જીકરણ માટે જરૂરી જે તે પદ્ધતિ અપનાવાય છે.

સજ્જીકરણની જુદી જુદી ભૌતિક પદ્ધતિઓમાં ખનિજોને તોડીને છૂટાં પાડવાની, કચરવાની, દળવાની, ચાળવાની, ધોવાની, ઝાટકવાની, આંદોલિત પાટિયા પર પાણી સહિત પસાર કરવાની ક્રિયાઓ તથા ગુરુત્વ-અલગીકરણ, ચુંબકીય અલગીકરણ, પ્લવન, ગાળણ, સુકવણી, મિશ્રણ જેવી ક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. જ્યાં ભૌતિક પદ્ધતિઓ અનુકૂળ પડે તેમ ન હોય ત્યાં તથા જ્યાં અશુદ્ધિઓ ખનિજ-બંધારણમાં ભળેલી હોય એવા જથ્થાઓ માટે રાસાયણિક કે ધાતુશોધન-પદ્ધતિ અપનાવાય છે.

ગુરુત્વ–અલગીકરણ (gravity separation) : આ પદ્ધતિમાં ખનિજ-જથ્થામાં રહેલા ઘટકો વચ્ચેની વિશિષ્ટ ઘનતાનો તફાવત લક્ષમાં લેવાય છે. અહીં દ્રવ્યો વચ્ચે વિશિષ્ટ ઘનતાનો તફાવત 1 કે તેથી વધુ હોય તો જ અસરકારક નીવડે છે, જેમાં સ્થૂળ કદના ખનિજટુકડા કે ગઠ્ઠાથી માંડીને +10 મેશ કદના ખનિજકણો અલગ પાડી શકાય છે. ગેલેના (7.5), બેરાઇટ (4.5), મૅગ્નેટાઇટ (5.18) કે ફેરોસિલિકોન(7.57.1)નું અનુકૂળ કણકદવાળું દ્રવ્ય પ્રવાહી માધ્યમમાં નંખાય છે અને તેને સતત હલાવેલી સ્થિતિમાં રખાય છે. આ ક્રિયા દ્વારા સાથેનાં અન્ય ખનિજોને ઝડપથી અલગ કરી શકાય છે.

(i) ઝાટકવાની ક્રિયા (jigging) : ગુરુત્વ-અલગીકરણનો પ્રકાર. તેમાં વપરાતા U આકારની નળીવાળા સાધનના એક છેડામાં ચાળણી (જાળી), બીજા છેડામાં ઊંચો-નીચો કરી શકાય એવો પિસ્ટન તથા વચ્ચેના ભાગમાં પાણી રાખેલાં હોય છે. ચાળણીના -8થી +28 મેશવાળા એટલે કે 3.8 સેમી. કે તેથી ઓછા કણકદવાળું મિશ્ર (મૂલ્યવાન તેમજ અસાર ખનિજ) દ્રવ્ય નંખાય છે, બીજા છેડા પરનો પિસ્ટન ઊંચો-નીચો થાય ત્યારે પાણીના આંદોલનને કારણે ભારે ખનિજકણો ઊછળતાં જઈને ચાળણીના તળ પર એકઠાં થાય છે અને હલકા કણો ઉપરથી બહાર ફેંકાતા જાય છે. લોહઅયસ્ક, સીસું, કલાઈ અને ટંગસ્ટનનાં ધાતુખનિજો તેમજ સુવર્ણકણો માટે આ પદ્ધતિ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આકૃતિ 2 : ઝાટકવાની ક્રિયા દર્શાવતું સાધન

આકૃતિ 3 : પટલન (પ્રસારપાટિયું)

આકૃતિ 4

(ii) પટલન (tabling) : ગુરુત્વ-અલગીકરણનો પ્રકાર. અહીં ઉપયોગમાં લેવાતા સમતળ પાટિયા પર ઊંચાઈ, લંબાઈ અને જાડાઈમાં ક્રમશ: ઘટતી જતી અવરોધક પટ્ટીઓ જડેલી હોય છે. -28થી +65 મેશ એટલે કે 2થી 3 મિમી.થી માંડીને 0.07 મિમી. કદના મિશ્ર ખનિજદ્રવ્યના ઘટકોને અલગ કરવા આ સાધન ઉપયોગમાં લેવાય છે. પાટિયાને ઢળતી સ્થિતિમાં રાખી ડાબે-જમણે આંદોલિત રખાય છે. ખનિજકણો અને પાણીને લંબદિશામાં પસાર કરતા જવાથી ભારે ખનિજકણો અવરોધાવાથી એકઠા થતા જાય છે, જ્યારે હલકા કણો પાણી સાથે પસાર થઈ જાય છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા ક્રોમાઇટ, સર્પેન્ટાઇન, શંખજીરું જેવાં ભારે ખનિજો હલકા ઘટકોથી અલગ પાડી શકાય છે.

આકૃતિ 5 : નિમજ્જન-પ્લવન અલગીકરણ

(iii) નિમજ્જન–પ્લવન અલગીકરણ (sink-float separation) : ગુરુત્વ-પદ્ધતિનો પ્રકાર. આ પદ્ધતિમાં ખનિજકણોની વિશિષ્ટ ઘનતાના તફાવતને લક્ષમાં લેવાય છે. ખનિજકણોના મિશ્રણને પ્રવાહી માધ્યમમાં નાખતાં ભારે ખનિજકણો ડૂબે છે, જ્યારે હલકા કણો ઉપર તરે છે. આ માટે ઉપયોગમાં લેવાતું સાધન શંકુ આકારનું હોય છે. તેમાં ઘૂમતો રહી શકે એવો પાંખિયાંવાળો ઊભો સળિયો રખાય છે, જેથી કણો શંકુની દીવાલને ચોંટી ન રહે. ભારે કણો નીચેના ડબામાં એકઠા થાય છે અને હલકું દ્રવ્ય ઉપરથી નીકળતું જાય છે.

ચક્રીય અલગીકરણ (cyclonic separation) : આ પદ્ધતિ દ્વારા સ્થૂળ કણોને સૂક્ષ્મ કણોથી કેન્દ્રત્યાગી બળ લગાડીને અલગ કરાય છે. આ સાથે દર્શાવેલી આકૃતિ મુજબના સાધનમાં મિશ્ર કણો અને પાણી નંખાય છે. સાધનમાં કોણાકાર ગતિ થતી રહે એવી વ્યવસ્થા ગોઠવેલી હોય છે. કેન્દ્રત્યાગી બળ ભારે કણો પર વધુ લાગે છે, જ્યારે હલકા કણો પર ઓછું લાગે છે. આ રીતે કણો અલગ પડતા જાય છે. ચક્રીય ભ્રમણને કારણે મિશ્ર માવો નીચે તરફ સરકતો જાય છે. સાધનની ભૌમિતિક રચનાને લીધે હલકા કણો ઉપર તરફ ધકેલાતા જઈ બહાર નીકળી જાય છે, જ્યારે ભારે કણો નીચે તરફ સરકતા જઈ નીચેના ભાગમાં એકત્રિત થાય છે. ચક્રીય રચનાથી કણોનું અલગીકરણ થાય છે.

આકૃતિ 6 : ચક્રીય અલગીકરણ

આકૃતિ 7 : ચુંબકીય અલગીકરણ

ચુંબકીય અલગીકરણ (magnetic separation) : ચુંબકત્વ પર આધાર રાખતી પદ્ધતિ. સાધનમાં ગોઠવાયેલાં ચુંબકોની મદદથી ચુંબકીય ક્ષેત્ર તૈયાર કરીને ચુંબકીય ગુણધર્મધારક ખનિજોને અન્ય ખનિજોથી અલગ પાડી શકાય છે. આ ઉપરાંત ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા વધારી-ઘટાડીને વધુ-ઓછું ચુંબકત્વ ધરાવતાં ખનિજોને પણ જુદાં તારવી શકાય છે. સાધનમાં રાખેલાં ચુંબકો પર ફરતા રહેતા વાહકપટ્ટા પર સરકતાં જતાં ખનિજો પૈકી ચુંબકત્વ ધરાવતાં ખનિજો આકર્ષાઈને ઊંચકાય છે અને સાથે રાખેલા ડબામાં ઠલવાય છે; જ્યારે ચુંબકત્વવિહીન ખનિજો આગળ સરકીને અન્યત્ર એકઠાં થાય છે. મૅગ્નેટાઇટ, ફ્રેન્ક્લિનાઇટ અને ઇલ્મેનાઇટ વધુ ચુંબકત્વ ધરાવે છે; સિડેરાઇટ, હેમેટાઇટ, લિમોનાઇટ, પાયહ્રોટાઇટ, ઝિર્કોન, કોરંડમ અને પાયરોલ્યુસાઇટ મધ્યમથી ઓછું ચુંબકત્વ ધરાવે છે; ગાર્નેટ, પાયરાઇટ, ચાલ્કોપાયરાઇટ, ગેલેના, સ્ફેલેરાઇટ, મોલિબ્ડિનાઇટ ઓછાથી મંદ ચુંબકત્વ ધરાવે છે. મૅગ્નેટાઇટને સરળતાથી અલગ તારવી શકાય છે. હેમેટાઇટ અને લિમોનાઇટને ભૂંજીને અંશત: Fe₃O₄માં ફેરવીને જુદાં પડાય છે. ચિનાઈ માટી(ઔદ્યોગિક ખનિજ)ને દળીને તેમાં ભેળવણીરૂપે રહેલાં બાયૉટાઇટ, ગાર્નેટ કે ટુર્મેલિનને આ પદ્ધતિ દ્વારા અલગ તારવી, ચિનાઈ માટીને શુદ્ધ કરી શકાય છે.

સારણી 1 : ખનિજોની સાપેક્ષ ચુંબકીય ગ્રહણક્ષમતા

ચુંબકત્વ	ખનિજ	%
પ્રબળ ચુંબકત્વ	લોહ	100
ધરાવતાં ખનિજો	મૅગ્નેટાઇટ	40.8
	ફ્રેન્કલિનાઇટ	35.38
	ઇલ્મેનાઇટ	24.70
મધ્યમ ચુંબકત્વ	પાયહ્રોટાઇટ	6.69
ધરાવતાં ખનિજો	સિડેરાઇટ	1.82
	હેમેટાઇટ	1.32
	ઝિર્કોન	1.01
	લિમોનાઇટ	0.84
	કોરંડમ	0.83
	પાયરોલ્યુસાઇટ	0.71
	મૅંગેનેટ	0.52
મંદ ચુંબકત્વ	ગાર્નેટ	0.40
ધારક અથવા	ક્વાર્ટઝ	0.37
ચુંબકત્વવિહીન	પાયરાઇટ	0.23
ખનિજો	સ્ફેલેરાઇટ	0.23
	મોલિબ્ડિનાઇટ	0.23
	બૉર્નાઇટ	0.22
	ઍપેટાઇટ	0.21
	ચાલ્કોપાયરાઇટ	0.14
	ફ્લોરાઇટ	0.11
	ગેલેના	0.04
	કૅલ્સાઇટ	0.03
	વિધેરાઇટ	0.02

વીજસ્થૈતિક અલગીકરણ (electrostatic separation) : આ પદ્ધતિ દ્વારા સાપેક્ષ વીજવાહકતાનો ગુણધર્મ ધરાવતાં વીજવાહક અને વીજઅવાહક ખનિજોને, તેમનાંમાં વીજક્ષેત્ર ઊભું કરી, મુદતી વીજવાહકતા લાવીને એકબીજાંથી અલગ પાડી શકાય છે. સામાન્ય રીતે મૅગ્નેટાઇટ, ઇલ્મેનાઇટ, રુટાઇલ, ક્રોમાઇટ જેવાં ધાતુખનિજો વાહક અને ક્વાર્ટ્ઝ, ગંધક, ગાર્નેટ, એપેટાઇટ જેવાં અધાતુખનિજો અવાહક હોય છે. અહીં નોંધપાત્ર બાબત એ છે કે સાધનમાં નંખાતા ખનિજકણો તદ્દન ભેજવિહીન હોવા જરૂરી છે. વાહક, અવાહક અને વીજ-નિષ્ક્રિય ખનિજકણો જુદાં પડતાં જઈને નીચે રાખેલાં પાત્રોમાં એકઠાં થાય છે.

આકૃતિ 8 : અલગીકરણ સાધન

તામિલનાડુ અને કેરળના કિનારા પર પથરાયેલા રેતપટમાંથી ઇલ્મેનાઇટ, રુટાઇલ, ઝિર્કોન, મોનેઝાઇટ જેવાં આર્થિક દૃષ્ટિએ મહત્વના ખનિજકણોને આ પદ્ધતિ દ્વારા અલગ પાડી શકાય છે. એ જ રીતે આફ્રિકાના સાગરતટીય દેશોની રેતીમાંથી હીરાને પણ જુદા તારવી શકાય છે. ક્રોમાઇટ ધાતુખનિજ-જથ્થામાં મૅગ્નેટાઇટ, શંખજીરું અને સર્પેન્ટાઇન હોઈ શકે છે. તેમાંથી ચુંબકીય પદ્ધતિથી મૅગ્નેટાઇટને અને ગુરુત્વપદ્ધતિથી શંખજીરું અને સર્પેન્ટાઇનને જુદાં પાડી ક્રોમાઇટનાં સંકેન્દ્રણો મેળવી શકાય છે.

ગાળણ–પદ્ધતિ (filtration method) : ખનિજોના કણકદના તફાવતો પર આધારિત અલગીકરણની પદ્ધતિ. આ પદ્ધતિમાં કાપડને ગાળવાના સાધન તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. કાપડમાંથી ગળાઈને પ્રવાહી (પાણી) પસાર થઈ જાય છે; ઘનસ્વરૂપ ખનિજકણો ઉપર રહી જાય છે. કણોને સૂકવીને અન્ય પદ્ધતિ દ્વારા તેમનું અલગીકરણ કરી શકાય છે.

પ્લવન–પદ્ધતિ (floatation method) : સજ્જીકરણની બધી જ પદ્ધતિઓ પૈકી આ પદ્ધતિ ઘણી જ અગત્યની, જટિલ તેમજ તકનીકી પ્રકારની ગણાય છે. આ પદ્ધતિમાં ખનિજકણકદ 48 મેશ (295 માઇક્રોન અથવા 0.295 મિમી. વ્યાસ) કે તેથી નાનું હોવું જરૂરી છે, તેનાથી મોટું હોય તો પદ્ધતિનો ઉપયોગ અસરકારક રહેતો નથી. ખનિજકણોમાંથી બનાવેલા માવામાં જરૂરી રાસાયણિક પ્રક્રિયાકારકો ઉમેરીને તેમાં ફીણ-પરપોટા ઉત્પન્ન કરવામાં આવતા હોઈ આ પદ્ધતિને ફીણ-પ્લવન (froth floatation) પદ્ધતિ પણ કહે છે. આ ક્રિયાપદ્ધતિને ત્રણ જૂથમાં વહેંચી નાખવામાં આવેલી છે : સંગ્રાહકો (collectors), ફીણકારકો (frothers) અને રૂપાંતરકારકો (modifiers).

અહીં સર્વપ્રથમ ધાતુખનિજ-જથ્થાને કણકદની જરૂરિયાત મુજબ કચરી (દળી) નાખવામાં આવે છે. ત્યાર બાદ તેનો માવો (75-65 % પાણી અને 25-35 % ખનિજીય કણો – ગુણોત્તર 3 : 1 અંદાજે) તૈયાર કરાય છે. ત્યાર બાદ તેમાં ચોક્કસ પ્રમાણમાં પ્રક્રિયાકારકો (reagents) ઉમેરાય છે, જેથી જરૂરી પૃષ્ઠતાણ ઉપલબ્ધ થઈ શકે અને પરપોટા ઉદભવે. પરપોટા તૂટી ન જાય અને ખનિજદ્રવ્યને વળગેલા રહે તેનું ધ્યાન રખાય છે. સપાટી પરથી ખનિજદ્રવ્યધારક પરપોટા તારવી લેવાય છે. આ રીતે ખનિજસંકેન્દ્રણ કરવામાં આવે છે.

પ્લવન-પદ્ધતિનો સર્વપ્રથમ ઉપયોગ 1906માં સલ્ફાઇડ ખનિજો પર કરાયેલો. ત્યારપછીથી ધનભારિત અને ઋણભારિત કારકોનો ઉપયોગ કરીને ઑક્સાઇડ તેમજ અધાત્વિક ખનિજોનું અલગીકરણ કરવામાં સફળતા મળેલી. હવે તો તેનો ઉપયોગ કોલસા સહિત લગભગ બધી જ જાતનાં ખનિજો પર કરવામાં આવે છે.

ગેલેના, સ્ફેલેરાઇટ, ચાલ્કોપાયરાઇટ, પાયરાઇટ કે તેમને સમકક્ષ ખનિજો જ્યારે મિશ્ર સ્થિતિમાં મળતાં હોય ત્યારે આ પદ્ધતિ ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા સલ્ફાઇડ ખનિજોને સલ્ફાઇડવિહીન ખનિજોથી, સિલિકેટ ખનિજોને સિલિકેટવિહીન ખનિજોથી, ચાલ્કોપાયરાઇટને ચાલ્કોસાઇટથી તેમજ એપેટાઇટને ખડક-ફૉસ્ફેટથી અલગ પાડી શકાય છે. ટૂંકમાં, આ પદ્ધતિ જૂથ-અલગીકરણની પદ્ધતિ ગણાય છે. તેમાં ખનિજોનાં લક્ષણો, મિશ્ર સ્થિતિ તેમજ અન્ય સંબંધિત બાબતોને ધ્યાનમાં રાખીને સંગ્રાહકો કે રૂપાંતરકારકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પ્લવનજન્ય સ્વભેદનમાં તો રૂપાંતરકારકોનો ઉપયોગ આવશ્યક બની રહે છે.

સંગ્રાહકો (collectors) : પ્લવનક્રિયાપદ્ધતિમાં સંગ્રાહકો ઘણો મહત્વનો ભાગ ભજવે છે. તેમને ધનાયની અને ઋણાયની એમ બે પ્રકારોમાં વિભાજિત કરેલા છે. માવામાં જ્યારે સંગ્રાહક ઉમેરાય ત્યારે સૂક્ષ્મ ખનિજકણ પર તે ફીણ-પરપોટા ઉત્પન્ન કરે છે. ઍસિડિક, બેઝિક, ઑક્સાઇડ અને સલ્ફાઇડ ખનિજો માટે વિવિધ પ્રક્રિયાકારકો સંગ્રાહક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. સલ્ફાઇડ માટેની પ્લવનક્રિયામાં ઝેન્થેટ અને ડાયથાયૉફૉસ્ફેટ બહોળા પ્રમાણમાં વપરાય છે; પરંતુ તે હેમેટાઇટ, સિડેરાઇટ, મૅગ્નેટાઇટ કે લિમોનાઇટ જેવા ઑક્સાઇડ કે હાઇડ્રૉક્સાઇડ પર અસર કરતાં નથી. ફૅટી ઍસિડ અને સાબુદ્રવ્યો બિનસલ્ફાઇડ ખનિજો માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેમાં ઑલિક ઍસિડ અને ઑલિયેટ (સોડિયમ સાબુ) કારકો તરીકે વપરાય છે. આ કારકો હૅલાઇડ, ફ્લોરાઇટ, ઍપેટાઇટ, ચિરોડી, ચૂનાખડક વગેરે જેવા ઑક્સાઇડના પ્લવન માટે ઉપયોગી બની રહે છે. સિલિકેટ ખનિજોની પ્લવનક્રિયામાં અમાઇન્સ ધનાયની (cationic) સંગ્રાહકો ગણાય છે. સિલિકેટ અને ઑક્સાઇડ (અથવા કાર્બોનેટ) ખનિજો માટે સારી જાતના સંગ્રાહકો વાપરવાથી અલગીકરણ થઈ શકે છે. સિલિકેટ ધનાયની સંગ્રાહકોને તથા બેઝિક ખનિજો ઋણાયની (anionic) ફૅટી ઍસિડને આકર્ષે છે.

સારણી 2 : વિશિષ્ટ ઘનતા, ચુંબકત્વ અને વાહકતાના ગુણધર્મો પર આધારિત

ખનિજ–અલગીકરણ માટેની લાક્ષણિકતાઓ (કૌંસમાંનો અંક વિ. ઘ. દર્શાવે છે.)

અવાહક			વાહક
ચુંબકીય	મંદ ચુંબકીય	બિન-ચુંબકીય	પ્રબળ ચુંબકીય	ચુંબકીય	મંદ ચુંબકીય	બિન-ચુંબકીય
1	2	3	4	5	6	7
						સુવર્ણ (19)
						તાંબુ (9)
					વુલ્ફ્રેમાઇટ(7.5)	ગેલેના (7.5) કૅસિટરાઇટ (7)
		શીલાઇટ (6)			કોલંબાઇટ-ટેન્ટે-
					લાઇટ (6.2)
મોનેઝાઇટ (5.3)					સમરસ્કાઇટ (5.7)
					હેમેટાઈટ (5.2)
			મૅગ્નેટાઇટ (5.18)
						પાયરાઇટ (5)
		ઝિર્કોન (4.7)				મોલિબ્ડિનાઇટ (4.8)
ઝેનોટાઇમ (4.5)		બેરાઇટ (4.5)		ઇલ્મેનાઇટ (4.5)	ક્રોમાઇટ (4.5)
ગાર્નેટ (4.3)						ચાલ્કોપાયરાઇટ (4.3)
						રુટાઇલ (4.18)
			કોરંડમ(4)
સિડેરાઇટ (3.8)		સેલેસ્ટાઇટ(3.9)				બ્રુકાઇટ (3.8)
સ્ટોરોલાઇટ (3.7)
		કાયનાઇટ(3.6)				લિમોનાઇટ(3.6)
	એપિડોટ(3.5)	પોખરાજ(3.5)				હીરો (3.5)
		સ્ફીન (3.4)
	ઑલિવિન(3.3)
	એપેટાઇટ(3.2)	સિલિમેનાઇટ,
		ફ્લોરાઇટ 3.2)
	હૉર્નબ્લેન્ડ,
	ટુર્મેલિન (3)
		ઍનહાઇડ્રાઇટ (2.9)
		અબરખ, બેરીલ (2.8)
		ફેલ્સ્પાર,
		કૅલ્સાઇટ (2.7)
		ક્વાર્ટ્ઝ 2.65)
		ચિરોડી (2.3)
		ગંધક (2.07)				ગ્રૅફાઇટ (2.2)

ફીણકારકો (frothers) : ફીણ ઉત્પન્ન કરવા માટે ફીણકારકો વપરાય છે. પાણી(pH 7)માં ગમે તેટલી હવા ફૂંકવામાં આવે તોપણ તે ફીણ ઉત્પન્ન કરતું નથી, પરંતુ તેમાં જો સાબુદ્રવ્ય ઉમેરીને હવા ફૂંકવામાં આવે તો તેની સપાટી પર ફીણ ઉત્પન્ન થાય છે. આ જ રીતે ખનિજીય માવામાં ફીણકારકો ઉમેરાય છે, તે પૃષ્ઠતાણ ઘટાડે છે અને પરપોટા ઉત્પન્ન કરે છે. તેમનામાં સંગ્રાહકનું લક્ષણ હોતું નથી. કાર્બનિક પદાર્થો સારામાં સારા ફીણકારકો બની શકે છે. તલ તેલ, નીલગિરિ તેલ, પાઇન તેલ તેનાં ઉદાહરણો છે. અન્ય ફીણકારકોમાં આલ્કોહૉલ, ક્રેસિલિક ઍસિડ, એનિલીન, ઝાયલિડિન, પાયરિડિન વગેરેનો સમાવેશ થઈ શકે. મોટા ભાગના અકાર્બનિક પદાર્થો પૃષ્ઠતાણ ઊભી કરતા હોવાથી ઉપયોગમાં લેવાતા નથી.

પ્લવન-પદ્ધતિમાં ફીણકારકો આ રીતે ઘણું મહત્વ ધરાવે છે. ફીણનો મુખ્ય આધાર માવાની ઘનતા પર રહેલો હોય છે. માવો જો સંતૃપ્ત થઈ જાય તો પૂરતા પ્રમાણમાં ફીણ આપી શકતો નથી અને ધારી ઊપજ મેળવી શકાતી નથી. આ જ કારણે પાણી અને ઘનદ્રવ્યનો ગુણોત્તર 3 : 1નો રાખવામાં આવે છે. ફીણકારક માત્ર નજીવી માત્રામાં જ ઉમેરાતું હોય છે. સલ્ફાઇડ ધાતુખનિજની પ્લવનક્રિયામાં એક ટન ધાતુખનિજ જથ્થા માટે માત્ર 75 ગ્રામ ફીણકારક પૂરતું થઈ પડે. કયું ફીણકારક ક્યાં ઉમેરવું તે પણ એટલું જ અગત્યનું છે. આ માટે સર્વપ્રથમ પ્રયોગશાળામાં અન્વેષણો કરવાનું આવશ્યક બની જતું હોય છે.

રૂપાંતરકારકો (modifiers) : પ્લવનક્રિયામાં યોગ્ય તબક્કે ફીણ ઉદભવી શકે એ જોવાનું કાર્ય રૂપાંતરકારકોનું હોય છે. તે ખનિજદ્રવ્ય પર એવી સપાટી તૈયાર કરે છે કે જેના પર સંગ્રાહક વળગી રહેવા માટે આકર્ષાય છે.

ગિરીશભાઈ પંડ્યા